вторник, 28 августа 2012 г.

Лемниската Бернулли - построение

В данной заметке будет рассмотрена Лемниската Бернулли, построение ее наиболее простого и понятного варианта, а так же некоторые интересные свойства данной кривой.

Начнем с определения. Лемниската Бернулли представляет собой плоскую алгебраическую кривую. Определяется она как геометрическое место точек на плоскости, произведение расстояний от этих точек до двух заданных фокусов, постоянно и равно квадрату половины расстояния между фокусами кривой.

Лемниската Бернулли и фокусы

Лемниската Бернулли - плоская алгебраическая кривая и ее фокусы.

Наиболее просто построить лемнискату при помощи секущих. Проведем прямую и отметим на ней точку O. По обе стороны от данной точки построим два одинаковых отрезка равных c. Так мы получим два фокуса лемнискаты F1 и F2.

Построение фокусов Лемнискаты Бернулли
2

Построение Лемнискаты Бернулли: фокусы лемнискаты на прямой.

Затем, с центром в одном из фокусов, построим окружность радиуса Радиус окружности при построении лемнискаты. Далее, через точку O проводится произвольная секущая OPS, где P и S – точки пересечения с окружностью.

Секущяя с точками пересечения на окружности
3

Произвольная секущяя, проходящая через точку O пересекает окружность в точках P и S.

После этого, от точки О в обе стороны прямой откладываются отрезки OM1 и OM2, равные хорде PS. Образовавшиеся точки M1 и M2 будут лежать на разных петлях лемнискаты.

Точки пренадлежащие лемнискате
4

Нахождение точек, преналдежащих лемнискате Бернулли, на произвольной секущей.

Построив еще несколько секущих, мы определим больше точек, которые будут принадлежать лемнискате Бернулли.

Построение лемнискаты Бернулли
5

Большее количество секущих, позволяет определить больше точек на кривой.

Плавно соединив все точки, построенные на секущих, мы получим искомую кривую.

Лемниската Бернулли построение
6

Соединение всех точек, позволяет построить лемнискату Бернулли.

Как построить Лемнискату Бернулли
7

Так будет выглядеть лемниската.